Cirac, 'padre' del ordenador cuántico: "Puedes ser físico y creyente, la supercomputación no va a resolver la duda"

Porque hace treinta años, Juan Ignacio Cirac (Manresa, 1965), junto a su mentor Peter Zoller, planteó las bases de lo que hoy es una de las mayores carreras científico-tecnológicas de nuestra época: la computación cuántica.

Si la computación electrónica actual se basa en bits, que pueden estar en dos estados, 1 (encendido) y 0 (apagado), la cuántica trabaja con la superposición de ambos. Esto permite una capacidad de cálculo inmensa, imposible para los ordenadores actuales.

En 2019, Google anunció haber logrado la 'supremacía cuántica': su ordenador Sycamore podía resolver en apenas tres minutos problemas que le llevarían miles de años al superordenador más avanzado del mundo.

Desde entonces, la carrera por conseguir un ordenador cuántico funcional, que vaya más allá de la prueba de concepto, se ha disparado.

Al igual que otra de las grandes promesas de la física, la fusión nuclear, los científicos ya ven la meta y saben cómo llegar hasta ella. Para ello están desarrollando soluciones que permitan solventar los problemas prácticos que plantea el que será el gran salto cualitativo de la tecnología del siglo XXI.

Mientras tanto, Cirac, que dirige el Instituto Max Planck de Óptica Cuántica en Munich (Alemania), lo observa todo con los pies en la tierra. 

Sabe que la computación cuántica es capaz de lograr cosas inimaginables, pero también que hay muchas otras que no podrá hacer. 

El físico teórico, galardonado con casi todos los grandes premios a la investigación (el Wolf de Física, el Príncipe de Asturias, el Fundación BBVA Fronteras del Conocimiento, etc.), apunta, no obstante, que, al igual que pasó con el ordenador electrónico, las funciones del cuántico se irán descubriendo a medida que se haga una realidad.

Han pasado seis años del anuncio de Google de haber logrado la supremacía cuántica. ¿En qué se ha avanzado en este tiempo?

Se ha avanzado en distintos frentes pero hay que decir que todavía no estamos en la meta. En 2019 Google dio un paso muy importante para ello. Lo que se ha hecho, mientras tanto, es mejorar lo que hizo Google y también han surgido otras plataformas.

Los ordenadores usuales que tenemos hasta ahora funcionan de la misma forma. Para los ordenadores cuánticos, sin embargo, se están desarrollando distintas plataformas. Google e IBM utlizan la misma y han seguido avanzando con ordenadores mayores y mejores.

Pero donde yo creo que ha habido más avances ha sido en otras plataformas que han demostrado que pueden hacer lo mismo que Google o incluso más. Aún así, todavía hay un gran camino por recorrer.

¿Cuándo veremos un ordenador cuántico plenamente funcional?

Creo que en los próximos diez años no, hay que tener paciencia. Pero no es algo que lo diga ahora: si me hubieses hecho la entrevista hace seis años, te diría que quedaban veinte.

La razón es que, a pesar de que ha habido pasos muy importantes y se han hecho demostraciones de principios, creando prototipos que demuestran que las cosas funcionan, tienen que desarrollarse todavía ciertas tecnologías.

Podemos hacer una analogía con la primera vez que se llegó a volar: se hizo durante 30-40 segundos. De ahí a tener un avión comercial pasaron 30 años.

Hemos hecho los primeros prototipos, se ve que se puede volar, pero faltan muchas cosas para que los podamos utilizar en nuestro día a día.

Ese día, se verá 'casi' con el premio Nobel en la mano.

Las tecnologías cuánticas, no solo la computación cuántica, van a traer premios Nobel y de otros tipos en los próximos años.

Hay muchos candidatos porque hay muchas cosas importantes que se han hecho. Yo no puedo decir a quién se lo darán y a quién no. Si a mí me lo diesen sería fabuloso, pero si no me lo dan, también, porque ya me han dado muchos premios.

Usted suele hacer referencia que los ordenadores cuánticos permitirán avanzar enormemente en cuestiones tales como el diseño de nuevos materiales o fármacos pero, ¿qué hay de las grandes cuestiones del conocimiento? Los inicios del universo, el origen de la vida…

Esperamos que nos puedan dar una ventaja muy grande para intentar resolver algunas de esas preguntas, no todas.

En particular, en el campo que conocemos muy bien, la física de partículas, de qué estamos hechos y cómo se originó el universo, los ordenadores actuales no nos permiten contestar algunas preguntas y los cuánticos sabemos que lo permitirán hacerlo.

En cuanto al origen de la vida, no lo sé, pero sí creo que nos pueden dar una nueva técnica para poder avanzar en ese estudio.

Igual que cuando surgieron los primeros ordenadores electrónicos, ocupaban grandes espacios y ahora los tenemos portátiles, los ordenadores cuánticos no tienen por qué servir solo para las grandes corporaciones.

Sí, lo que pasa es que no sabemos cuál es la utilidad que tienen, de la misma forma que hace 50-60 años no se sabía qué podía hacer un ordenador personal. Es muy difícil predecir si los ordenadores cuánticos pueden tener un uso personal.

De momento, los casos de uso que conocemos están relacionados con problemas muy complicados que las personas normales no necesitan resolver.

La analogía es con los superordenadores. Hay muchos por todo el mundo pero no son para uso personal, son para resolver problemas muy complicados.

A los ordenadores cuánticos les pasará algo parecido: servirán para resolver problemas muy complejos hasta que les encontremos otros usos.

¿Podremos predecir la meteorología con precisión de una vez por todas?

No lo sabemos, de momento. Tal vez es algo que no se ha comunicado bien al público: da la impresión de que un ordenador cuántico va a poder resolver todos los problemas muchísimo mejor que cualquier otro.

Eso no es cierto: lo que ocurre es que sabemos que los ordenadores cuánticos podrán resolver algunos problemas. Pero hay muchos que no sabemos si los podrá resolver o no. No lo sabemos porque nos hace falta tener esos ordenadores cuánticos y probarlos.

Lo que se espera es que, según los vayamos desarrollando, surjan nuevas aplicaciones. Y entre esas aplicaciones, todas las que necesitan grandes cálculos, como la predicción del tiempo, son buenas candidatas para que puedan ayudarnos.

¿Qué puede surgir de la unión entre inteligencia artificial y computación cuántica?

Es algo muy relevante en las dos direcciones. La computación cuántica creemos que podrá acelerar procesos relacionados con la inteligencia artificial, como los de aprendizaje.

Por otro lado, la inteligencia artificial puede ayudarnos a desarrollar más rápidamente los ordenadores cuánticos y encontrar aplicaciones.

Estamos haciendo investigación en los dos sentidos: cómo los ordenadores cuánticos pueden empujar la inteligencia artificial, pero también cómo esta nos puede ayudar a desarrollar los ordenadores cuánticos.

Hablando de la IA, uno de los problemas que ha surgido con su explosión masiva tiene que ver con la sostenibilidad, el inmenso gasto energético que necesitan. ¿Esto va a suponer también un problema en la computación cuántica?

Lo que esperamos, pero no tenemos demostraciones todavía, es que, en algunos problemas, los ordenadores cuánticos no lo hagan más rápido pero sí con un menor coste energético.

Creemos que los ordenadores cuánticos nos pueden ayudar no solo a resolver problemas que ahora no se pueden resolver, sino resolverlos con un gasto energético más sostenible.

Pero esto no está suficientemente desarrollado para que pueda decir si van a hacer esto o lo otro. Son posibilidades, pero no las podemos demostrar todavía con los prototipos que tenemos.

Ha habido estudios sobre el efecto de que la IA nos ahorre el trabajo de pensar. ¿Un estudiante ahora puede llegar lejos si deja que ChatGPT le haga los trabajos de clase?

Por un lado, estamos acostumbrados a la forma normal de estudiar. Cuando hay cosas innovadoras en la educación, la gente le tiene mucho miedo: dice que la gente deja de pensar, perderá la memoria, etc.

Yo soy más optimista: creo que las nuevas tecnologías, entre ellas la inteligencia artificial, nos pueden ayudar a hacer cosas, a formarnos de una forma mucho más productiva.

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Cuando un ingeniero estudia, lo que quiere es construir y resolver algo. Si tiene que hacerlo con un ordenador o puede utilizar inteligencia artificial, da igual: el resultado tiene que ser una construcción bien hecha y sólida. A lo mejor, utilizando inteligencia artificial es mucho más productiva y mejor.

Con lo cual, el hecho de no tener que memorizar tanto no va a ser tan malo si el producto va a ser mejor.

Es muy optimista.

Sí. Nuestros padres y abuelos, cuando veían un ordenador, creían que acabaríamos dejando de pensar, pero los utilizamos para muchas cosas.

Lo mismo cuando apareció la televisión, la radio… La gente ve que ponen en peligro muchas cosas, que es cierto, pero también traen muchas nuevas posibilidades. Soy optimista en este sentido.

¿Percibe cierta desconexión del público general y los expertos y el rechazo que hay a esta figura en los movimientos extremistas en auge actualmente?

En cierto sentido, sí. Primero, para utilizar un teléfono móvil no hace falta ser informático; uno no necesita mucho conocimiento para poder utilizarlo, y eso se da en computación cuántica.

Lo segundo es que, como cultura general, es bueno saber cómo funcionan las cosas, que los teléfonos móviles funcionan con ondas electromagnéticas, y lo mismo pasa con la física cuántica.

En tercer lugar, y es lo más importante, es que ahora puede venir gente a decir barbaridades sobre la computación cuántica sin saber nada. Ahí, la sociedad, si no tiene los conocimientos, ¿de quién se fía: de quien dice eso o de las personas expertas?

Hay que diferenciar cuando las afirmaciones son hechas por expertos o por gente que, a lo mejor, son visionarios o como los queramos llamar.

Y ahí entra que la gente no distingue entre la opinión de un experto y de uno que no lo es. Es importante que la gente esté educada y sepa distinguir entre ellas.

Eso está pasando en algunos campos, yo creo que no a un nivel extremadamente preocupante, pero sí que empieza a ser algo serio.

Incluso cuando el consenso científico es amplio, como en el cambio climático.

Creo que eso es calamitoso, si hay expertos que saben de algo, negarlo sin datos. La gente tendría que valorar las opiniones de uno y otro y en qué están basadas.

En España hay un cierto auge de médicos e investigadores que hacen referencia a la física cuántica para justificar la trascendencia del alma. ¿Cómo lo ve esto un investigador con los pies en el suelo?

Cuando la gente habla de la medicina cuántica, el espíritu cuántico… Puede ser otra cosa pero no física cuántica. Lo tendrían que escribir en términos de la física cuántica, con las ecuaciones de la física cuántica, y eso no es así. Son cosas distintas.

Yo no digo que esté bien o mal, yo digo que eso no es física cuántica.

¿Se puede ser físico cuántico y creer en Dios?

Sí se puede. Conozco físicos cuánticos y premios Nobel que creen en Dios, otros que no creen, otros que creen en otras cosas… No tenemos ni más ni menos autoridad para creer o no.

Es algo que ni la computación cuántica podrá resolver.

Exactamente.

Los científicos españoles que han desarrollado su carrera fuera mencionan el alto nivel formativo de los investigadores españoles. Pero siguen teniendo que salir fuera para continuar sus carreras. ¿Qué es lo que le falta a la ciencia en España para despegar?

En primer lugar, en España hay científicos muy buenos, no es que todos estén en el extranjero porque en España no se pueda hacer buena ciencia.

Lo que pasa es que, comparados con otros países, hay menos campos en los que seamos tan fuertes. Una de las razones es la falta de tradición: en España no tenemos tanta tradición científica como los alemanes o los ingleses. 

En segundo lugar, esta tradición hace que la sociedad no tenga tan embebido el hecho de que uno pueda ser científico y hacer contribuciones al país.

Eso lleva a que la política tampoco dé apoyo a los científicos, y eso redunda en el hecho de que la financiación de la ciencia en nuestro país es menor que en otros países de nuestro entorno.

Luego, en cuanto a la formación, estoy de acuerdo. Yo estudié física en España y la formación es muy buena. Pero hay que tener en cuenta que yo soy físico teórico.

En las ciencias experimentales, en España, la educación no es tan buena como en otros países. La razón, otra vez, es la falta de tradición, pero también que es mucho más caro educar en ciencias experimentales que en teóricas. 

En definitiva, en algunos campos estamos al primer nivel, en otros muchos no lo estamos y hay una serie de razones que van desde nuestra tradición, nuestra historia, y el hecho de que falte apoyo social y político, que la experimentación cuesta más, y eso hace que mucha gente tenga que salir fuera para desarrollarse en campos donde es más difícil hacerlo en España.

¿Y Europa? En pocos años, China está siendo el foco de casi todo desde el punto de vista científico-tecnológico.

Europa, desde el punto de vista científico, está al primer nivel. Ahora China está llegando poco a poco; tal vez en algunos campos no está todavía al primer nivel pero va a acercarse.

El problema de Europa, si nos comparamos con otros lugares, está más en la transferencia de la ciencia a la tecnología, ahí es donde fallamos. Ahí van por delante los americanos, por un lado, y China, por otro, que está avanzando muy rápidamente.

Antes hemos hablado del premio Nobel. Mucha gente critica que la inmensa mayoría de galardonados son hombres blancos anglosajones y de familia acomodada. En ciencia, la meritocracia juega un papel fundamental pero la gloria se la llevan los mismos.

El hecho de que den un premio Nobel está relacionado con el trabajo que se ha hecho, y el que se premia, normalmente, está bien premiado. La cuestión es si todos tienen las mismas posibilidades para desarrollar este trabajo, y ahí es donde está el fallo.

Pero ese es un problema de la sociedad en general, no de los científicos. En la sociedad hay una forma de tener mérito y de crecer que depende de nuestro entorno, nuestro pasado, estamos en un mundo que vive así.

Se puede transformar poco a poco esta situación, pero no solo en el campo de la ciencia. Hay que transformarla en todos los campos para que cada vez haya más igualdad de oportunidades y, llegada la igualdad de oportunidad, nos basaremos en los méritos.

Transformando la sociedad lograremos transformar la ciencia.

Claro, yo solo veo ventajas en ello. Cada vez hay gente mejor preparada independientemente de su pasado, de dónde viven, de sus gustos, sus tendencias o lo que sea. Habrá más gente compitiendo para hacer ciencia y eso va en beneficio de la sociedad.